선원의 자율신경 기능평가에 의한 누적피로도 및 스트레스와 조사연구 사이의 관련성 연구
김병조
1이정훈
1이수경
1권해연
1권영태
2ǂ박용선
2채병근
21
동의대학교 물리치료학과 교수,
2한국해양수산연수원 교수
The Relationship Study between Cumulative Fatigue and Stress of Seafarers by Evaluating Autonomic Nervous Functions and Survey Studies
Kim Byeongjo, PT, Ph.D
1Lee Junghun, PT, Ph.D
1Lee Sookyoung, PT, Ph.D
1Kwon Haeyeon, PT, Ph.D
1Kwon Youngtae
2ǂPark Yongsun
2Chae Byeonggeun
21
Dept. of Physical Therapy, Dong-eui University, Professor
2
Korea Institute of Maritime and Fisheries Technology, Professor
Abstract
Purpose : The purpose of this study has been performed to find the relationship between seafarers' cumulative fatigue and stress by evaluating autonomic nervous functions and the results of surveys conducted using questionnaires.
Methods : The subjects were seafarers working on various ships (home trade ships) of South Korea, who were healthy adults without any diseases, as confirmed through preliminary surveys were recruited through simple random sampling. A device that measures autonomic nervous functions by analyzing heart rate variability, which is also used often in clinical diagnoses and studies at universities, university hospitals, and general hospitals was used to measure the seafarers' cumulative fatigue and stress. Pearson's correlation analyses were also conducted to test the relationship between cumulative fatigue and stress measured by evaluating auto- nomic nervous functions and the results of surveys conducted with questionnaires.
Results : There was no correlation between mean cumulative fatigue measured for each ship type and seafarers position through autonomic nervous functions evaluation and fatigue severity scale (FSS). There also was no correlation between the mean levels of stress measured for each ship type and seafarers position through autonomic nervous functions evaluation and survey scores of Korean occupational stress scale (KOSS).
Conclusion : Therefore, in order to prevent man-made accidents in the sea among seafarers working with irregular port en- try/departure schedules and under environments involving continued vibration, noises, and shaking, it is necessary to analyzed cumu- lative fatigue and stress scientifically and objectively, such as through autonomic nervous functions evaluation rather than through surveys.
Key Words : seafarer, autonomic nervous function, cumulative fatigue, stress
ǂ
교신저자 : 권영태, [email protected]
논문접수일 : 2018년 11월 22일 | 수정일 : 2018년 12월 4일 | 게재승인일 : 2018년 12월 14일
※ 본 논문은 해양수산부의 해양안전 및 해양교통시설기술개발 사업에서 2017년도 ‘해양안전사고 예방시스템 기반 연구(2단계)’
연구개발 과제(과제 접수번호 : 20150478)의 연구 데이터를 활용해 재구성 하였습니다.
Ⅰ. 서 론
우리나라에서는 연간 약 600건 정도의 각종 해양사고가 발생하는데 약 70~80 %가 인적요인(Human factor) 때문이 며 이 중에서 선원의 피로는 해양사고를 유발하는 영향도 측면에서 매우 중요한 요인으로 알려져 있다(Arslan & Er, 2007). 미국연안경비대(USCG) 연구개발센터에서도 선박 충돌이나 좌초와 같은 중대한 해양사고의 원인은 선원 피 로에 의한 인적과실이 약 16 %라고 보고하였고, 인명이 손상되는 해양사고의 경우에도 피로가 약 33 %라고 하였 다(USCG, 1996). 또한, 영국 해양사고조사국(MAIB)의 10 년간 해양사고 원인을 분석한 결과 사고원인 중 30 % 이 상이 선원 피로도가 기여했음을 확인하였다(MAIB, 2004).
2003년 스웨덴에서의 연구결과에 의하면 당직근무자들의 약 73 %가 당직근무 기간 중 최소 한 번 또는 그 이상 졸 면서 운항을 했다고 하였다(Lützhøft & Kiviloog, 2003).
국제해사기구 (International Maritime Organization, IMO) 에서는 피로를 장기간의 정신적, 신체적 노동, 불안감, 힘 든 환경에 대한 노출 그리고 수면 부족으로 지치고 나른해 지거나 졸린 상태로 정의하고 , 피로에 의해 신체기능이 손 상되고 민첩함이 감소된다고 하였다 (IMO, 2001). 선원은 한번 선박에 승선하면 6개월 이상 육상이 아닌 사회와 단 절된 해상에서 근무해야 하고 , 승선기간 중에는 근무와 휴 식의 경계가 모호할 뿐만 아니라 다양한 국적과 문화적 배 경을 가진 구성원들과 함께 생활하는 등 선박이 갖는 고유 한 특성 때문에 육상에서 느끼는 일반인의 피로도와는 성 격이 매우 다르다 (Fugelli, 1980; Ha, 2001; Seo & Kim, 2005). 또한, 선원의 경우 노동의 불규칙성，작업환경의 위험성，임금형태의 특수성, 가족 및 사회 집단과의 격리 등의 직무 특성으로 인해 스트레스에도 매우 취약한 인구 집단이라고 할 수 있다(Choi & Hwang，1996).
국내외적으로 선원의 누적피로도와 스트레스로 인한 해 양사고가 인적 및 물적 피해와 함께 심각한 해양환경오염 을 초래하고 있지만 IMO 피로지침은 너무 오래 되었다 (IMO, 2001). 해양인적사고와 선원의 피로도 및 스트레스 에 관한 연구동향을 살펴보면 2006년 영국 카디프대학에 서 6년간 1,856명의 선원에 대한 설문조사와 일지기록, 실 제 선박 목표실험과 문헌검토 등의 방법으로 연구한 결과
해상에서 선원 피로도가 매우 절실한 문제라고 보고하였 다(Smith 등, 2006). 또한, 미국연안경비대(USCG) 연구개 발센터에서는 해양사고와 관련된 선원에게 피로도와 관련 된 설문조사를 실시한 후 응답내용을 기반으로 개발한 피 로도 조사표(Fatigue Investigation Form)를 사고에 기여한 원인이 피로도인지 판정하는 수단으로 사용하고 있다 (USCG, 1996: USCG, 1998). 국내에서도 선종별 선박승무 원 피로도(Yang, 2014), 해기사의 피로도 현황(Yang, 2012), 항해사의 피로가 해양사고에 미치는 영향 평가(Cho 등 , 2010) 등 해양인적사고 예방을 위한 선원의 피로도에 대한 진행되고 있다. 또한, 선원의 스트레스 인지와 그 대 처방법에 관한 기초연구 (Seo와 Kim, 2005), 선원의 직업성 스트레스 및 건강도에 관한 연구 (Moon 등, 2006)와 같은 선원의 스트레스 연구도 수행되고 있지만 대부분 설문지 를 분석한 조사연구이다 . 이처럼 선원은 열악한 근무환경, 수면의 양과 질의 부족으로 피로와 스트레스에 취약한 집 단임에도 불구하고 전 세계적으로 이에 관한 연구와 정책 은 대부분 선원의 주관적인 자기평가 기입식에 의존한 설 문지를 분석하는 초기단계에 머물러 있는 실정이다. 따라 서 해상에서 선박의 안전운항을 위협하는 인적과실에 의 한 해양사고를 예방하기 위해서는 설문지 분석에 의한 조 사연구 보다는 선원의 누적피로도와 스트레스를 객관적으 로 측정하고 과학적으로 분석할 필요성이 요구된다 .
심장박동 변이도(Heart Rate Variability; HRV) 검사를
통해 자율신경계 활성도와 균형을 평가하는 기술은 1996
년 유럽 순환기학회(European Society of Cardiology)와 북
미의 조율 및 전기생리학회(North American Society of
Pacing and Electrophysiology) 회원들로 구성된 국제전문
위원회에서 제정한 표준화된 방법이다. 사람은 신체 내부
와 환경 변화에 대한 스트레스가 지속되면 피로 누적으로
외부 자극에 적절히 반응하지 못하고, 스트레스에 대한 조
절능력이 저하되므로 심장 박동수가 감소하게 된다 (Kim
등 , 2007; Cho 등, 2007). 심장박동 변이도(Heart Rate
Variability; HRV)는 심장박동의 간격(RR interval)에 따라
서 생리적인 변화가 발생하는 것이다 (Xyheri 등, 2012). 심
장은 교감신경과 부교감신경으로 이루어진 자율신경계의
영향을 받는 기관이므로 심장박동 간격의 변이를 활용하
면 자율신경계에 대한 전반적인 상태를 측정할 수 있다
(Kim 등, 2003). 심장박동 변이도는 동맥경화증, 심부전 등
과 같은 심장질환 환자의 임상적 증상 및 예후를 평가하고 (Xyheri 등, 2012), 신체의 스트레스 반응이나 정서적 상태 를 확인하는 지표로 활용되고 있다(Stein & Pu, 2012; Suh 등, 2013). 또한, 심장질환이 없는 정상인의 경우에는 불면 증, 수면의 질 저하와 같은 수면관련 문제(Kageyama 등, 1998), 불안, 우울, 스트레스(Dishman 등, 2000; Lee와 Yoo, 2012) 등과 관련이 있다. 따라서 교감 및 부교감신경 의 활동을 정량적으로 평가하는 지표인 심장박동 변이도 검사를 통한 자율신경 기능평가는 비침습적인 방법으로 검사가 비교적 간단하면서도 반복 측정해도 일관된 결과 값을 얻을 수 있는 장점 때문에 심혈관계 의학연구와 임상 전문분야에서 많이 이용되고 있다(Choi & No, 2004; Woo, 2004).
이상에서 살펴본 바와 같이 해양인적사고를 유발하는 선원의 피로도와 스트레스와 관련된 연구는 비교적 많이 실시되었지만 대부분 설문지를 이용한 조사연구 방법으로 객관적이고 과학적인 방법으로 분석한 연구는 아직까지 부족한 실정이다. 이에 시간경과에 따른 심장박동의 주기 적인 미세한 변화를 감지해서 인체반응을 가시화하고, 교 감 및 부교감신경 활동을 이용해 정신생리학적 안정 상태 를 정량화하는 자율신경 기능평가에 의해 선원의 누적피 로도와 스트레스를 측정해야 한다. 그러므로 본 연구는 심 장박동 변이도 검사를 통한 자율신경 기능평가에 의해 보 다 실질적인 선원의 누적피로도와 스트레스를 측정한 후 설문지를 이용한 조사연구 결과 사이의 관련성 유무를 검 증하고자 실시하였다 . 또한, 향후 해양사고 인적요인에 대 한 체계적인 관리와 예방을 위해서 과학적이고 객관적인 선원 맞춤형 누적피로도와 스트레스 분석의 필요성을 제 안하고자 수행하였다 .
Ⅱ. 연구방법
1. 연구 설계
본 연구는 자율신경 기능평가에 의한 과학적이고 객관 적으로 측정한 선원의 누적피로도와 스트레스 결과와 주 관적인 자기평가 기입법에 의존하는 설문지 조사연구 분
석결과 사이의 관련성을 알아보기 위해서 상관성 연구설 계(correlation study design)로 진행하였다.
2. 연구 대상
연구 대상자는 현재 대한민국의 다양한 선박(내항선)에 승선 중인 선원을 모집단으로 단순 무작위 표본추출법으 로 모집하였다. 본 연구에 참여하고자 하는 선원에게 사전 설문조사 (병력, 가족력, 생활습관 등)를 실시한 후 특별한 질환이 없는 건강한 성인을 단순 무작위 표본추출 방법 (simple random sampling)으로 선정하였다. 단, 실습을 위 해서 선박에 승선한 선원과 외국인 선원 그리고 심장혈관 계와 자율신경계 기능에 영향을 줄 수 있는 약물(ex. 혈압, 당뇨 등)을 복용 중인 대상자는 제외하였다. 실험에 앞서 본 연구의 목적과 실험 방법 그리고 위험이나 불편사항에 대해 상세히 설명하고, 자유로운 의사로 참여한다는 연구 대상자의 동의를 얻었다.
3. 측정도구 및 방법
1) 자율신경 기능평가
선원의 누적피로도와 스트레스는 현재 대학교, 대학병 원 및 종합병원(내과, 신경정신과, 재활의학과 등)에서 임 상진단 및 연구에 널리 사용되고 있는 심장박동 변이도 검 사를 통한자율신경 기능평가에 의한 측정방법을 이용하였 다 (Kim & Kang, 2017; Kwon 등, 2012; Jang 등, 2012;
Cho 등, 2017; Chung 등, 2015). 본 연구에서는 이동형
(portable type) 자율신경 균형기능 진단기(Omnifit Mind
care, Omni C&S, Korea)를 사용해 선원의 누적피로도, 스
트레스 , 심장 건강도, 자율신경 건강도, 신체 활력도를 측
정한 후 연구목적과 관련된 누적피로도와 스트레스 변수
만 분석하였다. 본 자율신경 균형기능 진단기에 따르면 누
적피로도는 반복된 스트레스로 인해 신체적, 정신적으로
쌓인 피로 정도를 의미하고, 자율신경계의 전체적인 활성
도 즉 조절능력을 분석해서 판단한다. 자율신경 활성화가
저하되고, 스트레스를 많이 받을수록 누적 피로도 수치는
증가하고 피로감, 나른함, 무기력 등 신체 이상증상이 나
타날 수 있다. 또한, 스트레스는 내․외적 자극에 의한 긴장
감으로 심장박동 변이도를 분석해서 신체에 가해지는 자 극의 정도를 표현한 것이다. 즉, 스트레스 지수가 상승하 면 피로도가 증가하고, 신체증상(두통, 불면, 근육통, 심계 항진 등), 정신적인 문제가 동반될 수 있다.
이 측정도구는 연구 대상자가 침대에 편안하게 누워있 는 자세에서 측정하는 것이 최상의 방법이지만 선박 내 측 정 환경의 공간상 제약으로 일상생활 환경이면서 임상적 으로 측정이 편리한 앉은 상태에서 실시하였다. 또한, 자 율신경 기능평가에 의한 측정은 가능한 교감신경이 항진 되지 않는 오전에 시행하고자 하였고, 측정 장소는 연구
대상자가 더위나 추위를 느끼지 않는 20~25 ℃ 내외의 실 내온도에서 밝은 실내조명을 유지할 수 있도록 하였다. 먼 저 , 연구 대상자에게 의자에 편안히 앉아서 휴식을 취하게 하고 , 측정 방법 및 절차에 관한 설명을 하였다. 연구 대상 자의 이마와 귓볼에 측정센서를 부착한 후 측정환경에 충 분히 적응할 수 있도록 최소한 3분 이상의 준비기간을 주 었다 (Fig 1). 선원 누적피로도와 스트레스는 의자에 앉아 눈을 감은 상태에서 약 5분간 측정하였으며 움직이거나 말을 하지 않고, 정상적인 호흡에 집중할 수 있도록 주의 시켰다 .
Fig 1. Measurement of seafarers' cumulative fatigue and stress
2) 피로도 평가척도
선원의 피로에 관한 설문지 조사연구는 Krupp 등(1989) 이 개발하고, 1995년 Friedberg가 수정 보완한 피로도 평가 척도(Fatigue Severity Scale; FSS)를 Jung과 Song(2001)가 국내 실정에 적합하게 번안해 재구성한 도구를 사용하였 다. 이 측정도구는 연구 대상자가 지난 1주일 동안의 상태 와 피로 정도를 잘 반영할 수 있는 총 9문항으로 구성되어 있다. 연구 대상자는 자기평가 기입식으로 각 문항에 대해 매우 그렇지 않다 (1점)에서 매우 그렇다(7점)까지 전체 7 점 리커트 척도(Likert scales)로 답변해 산출할 수 있다. 각 문항의 점수를 합한 후 9로 나눈 평균값이 최종 피로도 평 가척도 점수이며 점수가 높을수록 피로도가 높은 것으로 해석한다. Jung과 Song(2012)는 피로와 우울 및 불안증 환 자들을 대상으로 피로도 평가척도의 임상적 유용성을 분
석한 연구에서 이 측정도구의 신뢰도가 Cronbach α
=0.935으로 표준화된 측정도구라고 하였다.
3) 직무스트레스
선원의 직무스트레스는 Jang 등(2005)이 개발해 타당성 과 신뢰도가 입증된 한국인 직무스트레스 측정도구의 단 축형 (Korean Occupational Stress Scale; KOSS)을 사용해 측정하였다 . 이 측정도구는 8개 하위영역 즉, 직무요구(8 문항), 직무자율성 결여(5문항), 관계갈등(4문항), 직무 불 안정 (6문항), 조직체계(7문항), 보상 부적절(6문항), 직장문 화 (4문항), 물리환경(3문항)으로 총 43개 문항 구성된다.
개별 문항은 현재 일하면서 본인의 생각이나 느낌에 가장
가깝다고 생각되는 답변을 전혀 그렇지 않다(1점)부터 매
우 그렇다(4점)까지 4점 리커트 척도로 선택한다. 직무스
트레스 총점은 각 영역별 환산점수 총합을 다시 영역 수로 나누는 것을 권장하며 점수가 높을수록 업무 상 스트레스 도 높다고 해석할 수 있다 . 한국인 직무스트레스 척도 기 본형은 설문 문항이 너무 많아서 선원의 성실한 답변을 기 대하기 어려우므로 본 연구에서는 24개 문항의 단축형을 선택하였다 . 한국인 직무스트레스 측정도구의 개발 및 표 준화 연구(Jang, 2005)에 따르면 이 측정도구의 신뢰도 검 정결과 조직체계가 Cronbach α=0.822으로 가장 높았고, 직장문화가 Cronbach α=0.512로 가장 낮았지만 국내 산 업 현장에서 직무스트레스 항목이 총체적으로 반영된 믿 을만한 측정도구라고 하였다 .
4. 자료 분석
본 연구에서 측정된 자료는 SPSS 25.0 for win- dows(IBM Corp, USA) 프로그램을 이용해 분석하였고, 통 계적 유의수준 (α)은 0.05로 하였다. 콜모고르프-스미르노 프 검정(Kolomogorov-Smironov test)을 통해 측정변수의 정규성 가정을 확인한 후 모수적 방법을 시행하였다. 선원 의 일반적 특성은 빈도(%) 및 기술통계를 산출하였다. 자
율신경 기능평가에 의한 선원의 누적피로도와 스트레스 측정결과와 설문지를 이용한 조사연구 사이의 관련성은 피어슨의 상관분석 (Pearson’s Correlation analysis)으로 검 증하였다 .
Ⅲ. 연구결과
1. 연구대상자의 일반적 특성 및 승선현황
본 연구에는 총 29개 선박, 125명 선원이 참여하였다.
선박 종류에 따른 연구 대상자의 일반적 특성은 Table 1과 같다. 전체 연구대상자 중 남자 120명(96.0 %), 여자 5명 (4.0 %) 이었고, 나이 59.62±12.52세, 키 168.55±6.91 cm, 몸무게 69.18±10.56 kg 이었다. 선박 종류별 선원의 승선 현황은 Table 2와 같다. 선원의 승선현황을 살펴보면 승선 경력은 24.07±13.28년 이었고, 현재 직급은 선기장 36명 (28.8 %), 항해사관 23명(18.4 %), 기관사관 14명(11.2 %), 항해부원 25명(20.0 %), 기관부원 10명(8.0 %), 조리부원 11명(8.8 %), 기타직무 6명(4.8 %) 이었다.
Ship type (n) Gender frequency (%) Mean±SD
Male Female Total Age (years) Height (cm) Weight (kg)
Passenger (n=18) 15(83.3) 3(16.7) 18(14.4) 40.11±17.81 172.39±7.41 74.50±16.64
Cargo (n=45) 43(95.6) 2(4.4) 45(36.6) 62.89±5.67 167.00±6.79 65.91±8.84
Dangerous cargo (n=36) 36(100.0) 0(0.0) 36(28.8) 63.11±9.40 168.91±6.42 70.03±9.57
Tugboat (n=12) 12(100.0) 0(0.0) 12(9.6) 58.58±7.08 169.58±6.88 68.42±7.45
Sand carrier (n=5) 5(100.0) 0(0.0) 5(4.0) 69.40±1.82 164.75±3.30 67.67±1.15
Other types (n=9) 9(100.0) 0(0.0) 9(7.2) 64.22±7.95 167.33±7.45 72.67±7.58
Total (n=125) 120(96.0) 5(4.0) 125(100.0) 59.62±12.52 168.55±6.91 69.18±10.56
Table 1. General characters of seafarers in different types of ships
Current position (n)
Mean±SD Boarding career
(years)
Frequency (%) of current position Captain Deck
officer
Engineering officer
Deck seamen
Engineering seamen
Steward seamen
Other
positions Total Passenger (n=18) 11.17±13.09 2(11.1) 4(22.2) 2(11.1) 4(22.2) 1(5.6) 1(5.6) 4(22.2) 18(14.4)
Cargo (n=45) 27.50±10.81 8(17.8) 8(17.8) 7(15.6) 16(35.6) 3(6.7) 3(6.7) 0(0.0) 45(36.0) Dangerous cargo (n=36) 26.86±13.36 12(33.3) 9(25.0) 2(5.6) 3(8.3) 3(8.3) 6(16.7) 1(2.8) 36(28.8) Tugboat (n=12) 24.55±6.56 7(58.3) 1(8.3) 1(8.3) 2(16.7) 1(8.3) 0(0.0) 0(0.0) 12(9.6) Sand carrier (n=5) 12.40±16.62 2(40.0) 2(0.0) 1(20.0) 0(0.0) 1(20.0) 1(20.0) 0(0.0) 5(4.0) Other types (n=9) 27.89±12.21 5(55.6) 1(11.1) 1(11.1) 0(0.0) 1(11.1) 0(0.0) 1(11.1) 9(7.2)
Total (n=125) 24.07±13.28 36(28.8) 23(18.4) 14(11.2) 25(20.0) 10(8.0) 11(8.8) 6(4.8) 125(100.0) Table 2. Boarding career of seafarers in different types of ships
2. 자율신경 기능평가에 의한 선원 누적피로도와 피로도 평가척도 사이의 관련성
선박 종류별 자율신경 기능평가에 의한 선원의 누적피 로도 평균값과 피로도 평가척도 설문지를 이용한 조사연 구 총점 및 평균점수 사이의 관련성을 검증한 결과는 다음 에 제시하였다(Table 3). 선박 종류에 따른 자율신경 기능 평가에 의한 선원 누적피로도 평균값과 피로도 평가척도 설문지를 이용한 조사연구 총점은 물론 평균점수 사이에
도 상관관계가 나타나지 않았다(p<0.05).
선원 직급별 자율신경 기능평가에 의한 선원의 누적피 로도 평균값과 피로도 평가척도 설문지를 이용한 조사연 구 총점 및 평균점수 사이의 관련성을 검증한 결과는 다음 에 제시하였다(Table 4). 선원 직급에 따른 자율신경 기능 평가에 의한 선원 누적피로도 평균값과 피로도 평가척도 설문지를 이용한 조사연구 총점은 물론 평균점수 사이에 도 상관관계가 나타나지 않았다(p<0.05).
Ship type (n) Cumulative fatigue Mean±SD
Total scores of FSS Average of FSS
Mean±SD Correlation
coefficient p Mean±SD Correlation coefficient p
Passenger (n=18) 28.10±21.81 28.33±8.35 0.055 0.827 3.15±0.93 0.055 0.828
Cargo (n=45) 25.02±22.59 23.29±8.58 0.019 0.900 2.59±0.96 0.020 0.897
Dangerous cargo (n=36) 42.23±26.11 23.53±9.14 -0.183 0.285 2.61±1.01 -0.183 0.287
Tugboat (n=12) 30.09±27.93 20.17±9.99 -0.135 0.828 2.24±1.11 -0.133 0.831
Sand carrier (n=5) 40.80±32.52 22.80±11.43 -0.135 0.828 2.53±1.27 -0.133 0.831 Other types (n=9) 41.49±17.27 25.33±13.66 0.359 0.343 2.81±1.52 0.358 0.344
Total (n=125) 32.72±24.92 23.91±9.43 -0.054 0.550 2.66±1.05 -0.054 0.553
* p<0.05, FSS; Fatigue Severity Scale
Table 3. Correlation between cumulative fatigue and Fatigue Severity Scale of seafarers working measured by
autonomic nervous functions in different types of ships
Current position
Cumulative fatigue Mean±SD
Total scores of FSS Average of FSS
Mean±SD Correlation
coefficient p Mean±SD Correlation coefficient p Captain (n=36) 34.40±25.93 23.08±8.59 -0.020 0.910 2.57±0.95 -0.020 0.909 Deck officer (n=23) 39.82±26.67 25.30±12.27 -0.134 0.542 2.81±1.36 -0.134 0.543 Engineering officer (n=14) 32.06±20.74 24.43±9.20 0.221 0.448 2.71±1.02 0.221 0.448 Deck seamen (n=25) 27.02±25.27 22.56±9.01 -0.269 0.193 2.51±1.00 0.269 0.194 Engineering seamen (n=10) 23.25±19.61 23.50±9.11 0.010 0.997 2.61±1.01 0.010 0.978 Steward seamen (n=11) 38.02±28.75 24.45±7.93 -0.117 0.733 2.72±0.88 -0.116 0.735 Other positions (n=6) 26.87±18.30 27.67±9.97 0.457 0.362 3.08±1.11 0.457 0.363 Total (n=125) 32.72±24.92 23.91±9.43 -0.054 0.550 2.66±1.05 -0.054 0.553
* p<0.05, FSS; Fatigue Severity Scale
Table 4. Correlation between cumulative fatigue and Fatigue Severity Scale of seafarers working measured by autonomic nervous functions in different types of positions
3. 자율신경 기능평가에 의한 선원 스트레스와 직무스트 레스 사이의 관련성
선박 종류별 자율신경 기능평가에 의한 선원의 스트레 스 평균값과 직무스트레스 설문지를 이용한 조사연구 총 점 및 평균점수 사이의 관련성을 검증한 결과는 다음에 제 시하였다 (Table 5). 선박 종류에 따른 자율신경 기능평가에 의한 선원 스트레스 평균값과 직무스트레스 설문지를 이 용한 조사연구 총점은 물론 평균점수 사이에도 상관관계
가 나타나지 않았다(p<0.05).
선원 직급별 자율신경 기능평가에 의한 선원의 스트레 스 평균값과 직무스트레스 설문지를 이용한 조사연구 총 점 및 평균점수 사이의 관련성을 검증한 결과는 다음에 제 시하였다 (Table 6). 선원 직급에 따른 자율신경 기능평가에 의한 선원 스트레스 평균값과 직무스트레스 설문지를 이 용한 조사연구 총점은 물론 평균점수 사이에도 상관관계 가 나타나지 않았다 (p<0.05).
Ship type (n) Stress Mean±SD
Total scores of KOSS Average of KOSS
Mean±SD Correlation
coefficient p Mean±SD Correlation
coefficient p
Passenger (n=18) 46.94±5.99 60.11±4.69 0.176 0.484 2.51±0.20 0.176 0.486
Cargo (n=45) 46.27±4.89 59.69±7.25 0.199 0.191 2.49±0.31 0.198 0.192
Dangerous cargo (n=36) 48.28±7.25 60.36±5.82 0.163 0.717 2.52±0.24 0.062 0.722
Tugboat (n=12) 47.25±6.06 58.33±6.60 0.530 0.077 2.43±0.28 0.526 0.079
Sand carrier (n=5) 47.80±3.63 60.20±6.61 -0.227 0.714 2.51±0.28 -0.236 0.703 Other types (n=9) 48.67±5.00 56.33±9.01 -0.275 0.475 2.35±0.38 -0.273 0.478
Total (n=125) 47.27±5.86 59.59±6.55 0.122 0.176 2.48±0.27 0.121 0.178
* p<0.05, KOSS ; Korean Occupational Stress Scale
Table 5. Correlation between cumulative fatigue and Korean Occupational Stress Scale of seafarers working
measured by autonomic nervous functions in different types of ships
Current position Stress Mean±SD
Total scores of KOSS-SF Average of KOSS-SF Mean±SD Correlation
coefficient p Mean±SD Correlation coefficient p
Captain (n=36) 48.22±5.17 58.92±7.06 0.118 0.494 2.46±0.29 0.117 0.498
Deck officer (n=23) 47.87±6.92 61.39±4.27 -0.110 0.616 2.56±0.18 -0.107 0.626 Engineering officer (n=14) 46.50±5.69 56.93±10.17 0.131 0.656 2.37±0.43 0.130 0.658 Deck seamen (n=25) 46.28±6.81 49.60±6.16 0.335 0.101 2.48±0.26 0.333 0.104 Engineering seamen (n=10) 44.40±3.03 58.40±5.48 -0.192 0.596 2.43±0.23 -0.193 0.593 Steward seamen (n=11) 48.63±4.65 63.82±3.34 -0.468 0.147 2.66±0.14 -0.473 0.142 Other positions (n=6) 47.50±7.23 57.17±4.40 0.261 0.618 2.38±0.18 0.271 0.603
Total (n=125) 47.27±5.86 59.59±6.55 0.122 0.176 2.48±0.27 0.121 0.178
* p<0.05, Korean Occupational Stress Scale
Table 6. Correlation between cumulative fatigue and Korean Occupational Stress Scale of seafarers working measured by autonomic nervous functions in different types of ships
Ⅳ. 고 찰
본 연구는 자율신경 기능평가에 의한 선원의 누적피로 도와 스트레스 결과와 주관적인 자기평가 기입법에 의존 하는 설문지 조사연구 분석결과 사이의 관련성을 알아보 기 위해서 실시하였다 . 또한, 이러한 상관관계 연구결과를 바탕으로 해양인적사고를 예방할 수 있는 체계적인 관리 매뉴얼과 시스템을 개발하기 위해서는 자율신경 기능평가 와 같이 보다 객관적이고 과학적인 선원 맞춤형 누적피로 도와 스트레스를 측정할 필요성이 있음을 제안하기 위해 서 수행하였다. 하지만 선원의 누적피로도와 스트레스를 분석한 선행 연구가 국내외적으로 매우 부족할 뿐만 아니 라 몇 편 안되는 연구조차도 설문지를 이용한 조사연구를 실시하였기 때문에 본 연구의 방법과 결과에 대한 해석을 비교하기에는 제한점이 있다 . 따라서 주로 선원의 피로도 와 스트레스를 분석한 조사연구와 연구대상자가 다르더라 도 자율신경 기능평가에 의한 피로도와 스트레스를 측정 한 경우에 측정결과의 유사성과 차이점과 관련해서 논의 하고자 한다.
2014년 연령별 선원 취업 현황에 따르면 구인난 속에서 도 선원도 급속한 노령화로 인해 50세 이상이 총 선원의 59.5 %를 차지하고 있다. 해양수산부와 한국선원복지고용
센터가 조사 분석한 ‘2014년도 한국 선원통계’에 따르면 총 3,731건의 선원재해가 발생하였고, 이는 2013년에 비해 276건(8.0 %)이나 증가하였다고 하였다. 선원의 대부분은 제한된 선상 생활로 인한 운동 부족으로 고혈압, 당뇨병, 비만 등 성인병을 앓고 있다. 또한, 장기간 항해와 흔들리 는 선박 위에서 반복적인 작업 수행은 만성적인 근육뼈대 계 질환과 통증으로 인한 누적피로도와 스트레스를 증가 시키는 악순환을 초래하므로 인적오류로 인한 해양사고의 발생 가능성이 높아지게 된다. 이처럼 국내외 해양사고 통 계 및 보고서에 나타난 바와 같이 해양사고의 주요 원인으 로 밝혀진 인적과실 요인으로 기여한 선원의 피로도 실태 를 파악하고, 예방방안을 마련하기 위하여 Yang(2014)는 설문조사를 실시하였다. 국내 선종별로 승선 중인 선원을 대상으로 승선 중 육체적 피로도 자각 진단 정도에 대한 분석결과 자각진단 점수 4점 이상(보통 이상)이라고 응답 한 경우가 외항선(78.0 %), 예부선(75.0 %), 급유선(69.3
%), 어선(56.4 %) 등의 순으로 나타났고, 선박 종류별로
유의한 차이가 있었다. 또한, 업무부하로 인한 선박 종류
에 따른 피로도를 분석한 결과 많이 느낀다고 응답한 비율
이 외항선(62.1 %), 예부선(57.9 %), 급유선(57.1 %), 내항
선(화물선/여객선, 40.5 %), 어선(36.2 %) 순으로 나타났으
며 내항선과 어선을 제외한 나머지 선종에서는 57 %이상
이 승선 중 업무부하로 인한 피로감을 높게 느끼는 것으로 파악되었다 .
본 연구에서는 전체 선원의 피로도 평가척도 평균점수 가 2.66±1.05점으로 7점 리커트 척도 중에서 보통이다(4 점) 보다 낮은 점수이므로 피로도가 낮다고 해석할 수 있 다. 또한, 선박 종류별로 선원의 피로도 평가척도를 비교 했을 때 일반여객선이 3.15±0.93점으로 가장 높았고, 그 다음으로 기타 선박 2.81±1.52점, 위험물운반선 2.61±1.01 점, 화물선 2.59±0.96점, 모래운반선 2.53±1.27점 순서로 나타났으며 예인선이 2.24±1.11점으로 가장 낮게 나타났 다. 본 연구의 경우 해양수산부에서 해양안전사고 예방시 스템을 개발하고자 연구대상자를 대한민국의 다양한 선박 (내항선) 선원으로 제한하였으므로 외항선과 어선을 제외 했을 때 선행연구와 조사연구 결과에서 상이한 차이가 나 타났다. 하지만 자율신경 기능평가에 의한 선원 누적피로 도의 경우 전체 32.72±24.92으로 정상인의 누적피로도 기 준수치인 20.4 보다는 상대적으로 높은 것으로 나타났다.
또한, 선박 종류별로 선원 누적피로도를 비교했을 때 위 험물운반선(42.23±26.11), 기타 선박( 41.49±17.27), 모 래운반선(40.80±32.52), 예인선(30.09±27.93), 일반여객선 (28.10±21.81), 화물선(25.02±22.59) 순서로 나타났다. 즉, 자 율신경 기능평가에 의한 선원 누적피로도의 경우 선행연 구와 유사하게 위험물운반선 , 기타 선박, 모래운반선의 누 적피로도가 전반적으로 높고, 일반여객선과 화물선의 누 적피로도가 상대적으로 낮게 나타났다 .
항해 중 항해사의 피로도 현황에 대한 조사분석(Yang, 2012)에 따르면 48 %가 근무 중에 피로를 많이 느끼고, 이 러한 피로도 때문에 충돌위험성에 대한 인식능력이 감소 되며(86 %) 해양사고에 영향을 미친다(88 %)고 하였다.
본 연구의 선원 직급별 피로도 평가척도 점수의 경우 기타 직무가 3.08±1.11점으로 가장 높게 나타났고, 항해사관의 경우 2.81±1.36점으로 전체 평균점수 2.66±1.05점 보다 높 았지만 기타직무 보다는 상대적으로 낮은 것으로 조사되 었다. 하지만 자율신경 기능평가에 의한 누적피로도 평균 값의 경우 선행연구와 유사하게 항해사관이 39.82±26.27 으로 가장 높은 것으로 나타났다. 이는 전체 누적피로도 32.72±24.92 보다 높은 수치일 뿐만 아니라 정상인의 누적 피로도 기준수치인 20.4와 비교했을 때도 월등히 높다고 할 수 있다. 이는 항해사의 경우 입출항 업무(40 %), 정박
중 하역작업(24 %), 항해기간(11 %) 및 항행구역(10 %)에 따른 업무 등 선박의 안전운항과 매우 밀접한 관련이 있기 때문에 다른 직급에 비해 피로도가 상대적으로 높다는 선 행연구와 일치하는 결과이다.
Jang 등(2012)은 선원은 아니지만 자동차 제조회사의 근 로자 32,049명을 연구대상으로 심장박동 변이도 검사로 자율신경계 균형기능 평가를 활용해 피로도를 분석하였다.
심장박동 변이도 검사를 통한 피로도 평균은 107.1±18.8으 로 나타났고, 업무성격 집단별로 피로도를 비교했을 때 유 의한 차이가 나타났으며 기술직이 108.7±18.0으로 가장 높 았고, 판매직(108.4±17.3), 사무직(107.1±18.4), 생산직 (106.6±19.4) 순서로 나타났으며 기타 직종이 105.9±17.3으 로 가장 낮게 나타났다고 하였다. 이는 기술직의 경우 육 체적 노동 강도는 높지 않더라도 과열된 상품경쟁으로 인 한 과도한 정신적 노동과 긴 노동시간 때문이라고 하였다.
또한, 판매직도 고객응대에 따른 감정적 스트레스가 유발 되므로 정신적 노동으로 인한 피로도가 증가되었기 때문 이라고 하였다. 본 연구에서도 선원 직급별 자율신경 기능 평가에 의한 선원 누적피로도 평균값을 산출한 결과 항해 사관(39.82±26.67)과 선기장(34.40±25.93)이 전반적으로 높 게 나타났다. 이는 해상에서 선박의 안전한 운항과 인명 및 해양환경 보호와 가장 밀접한 관련이 있는 직급이 선기 장과 항해사관 이므로 이에 따른 안전항해 업무수행 책임 감, 반복적으로 변하는 교대근무, 불규칙적인 운항 스케줄 그리고 잘못된 판단이나 실수에 대한 과도한 스트레스 때 문이라고 생각된다.
Seo와 Kim(2005)는 한국해양수산연수원에서 안전교육
을 수강하는 선원 424명을 대상으로 선원의 스트레스 인
지와 그 대처방법에 관한 설문조사를 실시하였다. 선행연
구 결과 선박 항해구역에 따른 선원의 스트레스 점수는 유
의한 차이가 있었지만 선박 종류 및 선원 직급에 따른 선
원 스트레스 점수는 유의한 차이가 나타나지 않았다고 하
였다. 즉, 외항선의 스트레스 점수는 73.22점으로 내항선
68.61점 보다 높은 것으로 나타났는데 이는 내항선 보다
외항선이 항해 시 작업환경이 더 위험할 뿐만 아니라 가족
및 사회와의 격리가 더 심하기 때문이라고 하였다 . 또한,
Yang(2014)는 선박 종류별로 스트레스를 받는 주요 원인
을 분석한 결과 외항선(25.3 %), 예부선(52.6 %), 급유선
(28.6 %), 어선(34.9 %)의 경우는 장기간의 업무시간 때문
이라고 하였고, 내항선(화물선/여객선, 35.1 %)은 소음과 진동, 온도변화 등과 같은 선박내부의 환경적 어려움과 날 씨를 스트레스 원인으로 응답한 것으로 조사되었다 .
본 연구에서는 전체 선원의 직무스트레스 평균점수가 2.48±0.27점으로 4점 리커트 척도 중에서 그렇다(3점) 보 다 낮게 나타났으며 직무스트레스가 낮다고 해석할 수 있 다. 선원의 직무스트레스 평균점수를 선박 종류별로 비교 했을 때 위험물운반선이 2.52±0.24점으로 가장 높았고, 기 타 선박이 2.35±0.38점으로 가장 낮게 나타났으며 선원 직 급별로 비교했을 때 조리부원이 2.66±0.14점으로 가장 높 았고, 기관사관이 2.37±0.43점으로 가장 낮게 나타났다. 하 지만 선원의 직무스트레스를 설문지로 분석한 조사연구 결과와는 상이하게 자율신경 기능평가에 의한 선원 스트 레스의 경우 전체 47.27±5.86으로 정상인의 스트레스 기준 수치인 43.0보다는 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 또 한, 이를 선박 종류별로 비교했을 때 직무스트레스 조사연 구 결과와 마찬가지로 위험물운반선(48.28±7.25)은 가장 높게 나타났지만 가장 낮게 나타났던 기타 선박 (48.67±5.00)이 그 다음 순서로 높은 스트레스 평균값을 보 였으며 화물선 (46.27±4.89)이 가장 낮은 것으로 나타났다.
선원 직급별로 비교했을 때도 직무스트레스 조사연구 결 과와 마찬가지로 조리부원(48.63±4.65)은 가장 높게 나타 났지만 그 다음 선기장(48.22±5.17)이 전반적으로 높았으 며 항해부원(46.28±6.81)의 스트레스 평균값이 가장 낮은 것으로 나타났다 .
Moon 등(2006)은 20년 이상 경력을 지닌 선장과 3등 항 해사를 연구대상으로 선박 입출항 업무 수행 시 심장박동 수를 측정하여 직업성 스트레스의 양상을 파악하였다. 선 장의 경우 직무수행 중 총 1시간 40분 동안의 심장박동수 변화를 측정한 결과 측정시작 약 30분 경과시점에 심장박 동수가 가장 높게 나타났고 , 선박 이안작업으로 긴장감이 높아지는 40분 동안에 심장박동수가 가장 심하게 변이하 였다 . 또한, 약 1시간 경과시점인 선박 외항 방파제를 근접 해 통과할 때 심장박동수가 다시 높아졌는데 이는 선박 접 근으로 인한 항해 위험물 인식 때문이라고 판단되며 선박 이 출항한 항구에서 멀어질수록 안정된다고 하였다. 3등 항해사의 경우 약 39분 동안 평균 83 bpm(beats per minute), 최고 98 bpm을 기록하였다. 특히, 3등 항해사의 경우 출항 시 선장 또는 도선사의 엔진텔레그래프(engine
telegraph)와 조타와 관련된 명령의 이행과 보고, 선박 위 치의 확인 및 경계 등 다양한 업무를 수행하는데 따르는 심적 부담감으로 인해 약 30 bpm의 급격한 심장박동수의 변화가 지속적으로 나타난다는 것을 알 수 있었다 . 즉, 건 강한 성인의 안정 시 심장박동수는 50~60 bpm, 정상활동 시 평균 72 bpm 임을 고려할 때 선장과 3등 항해사는 신 체 활동량과 무관하게 선원 고유 업무의 수행으로 인해 정 신적 스트레스가 발생한 것으로 해석할 수 있다 . 자율신경 계는 교감 및 부교감신경의 상호작용과 길항작용으로 이 루어지고 , 신체가 항상성을 유지하기 어려운 자극이나 스 트레스를 받으면 교감신경계가 활성화 되면서 심장박동수 가 빨라지고 호흡이 증가하는 신체반응을 일으킨다 (Kim
& Min, 2015). 하지만 심장박동은 자동능을 지닌 여러 세 포의 자발적인 흥분에 의하여 이루어지지만, 심장박동수 의 변동은 주로 자율신경계의 조절로 이루어지므로 심장 박동의 주기적인 변화인 심장박동 변이도에 의해서 신체 내 /외부환경의 변화에 따라 시시각각으로 변하는 동굴심 방결절에 미치는 자율신경계의 영향을 평가해야 한다 (Malliani 등, 1991). 즉, 심장박동 변이도의 감소 또는 불 균형은 자율신경계 상호작용의 이상으로 나타나므로 자율 신경계 활성도의 감소와 과도한 스트레스는 누적피로도를 증가시키게 된다. 본 연구에서도 자율신경 기능평가에 의 한 스트레스 평균값의 경우 선행연구와 마찬가지로 선기 장 48.22±5.17, 항해사관 47.87±6.92, 항해부원 46.28±6.81 모두 정상인의 스트레스 기준수치인 43.0 보다는 상대적으 로 높은 것으로 나타났다 . 따라서 심장 주기의 시간적 변 동을 측정하여 정량화시키는 심장박동 변이도 검사를 통 한 자율신경 기능평가로 누적피로도와 스트레스를 측정한 선행 연구들과 마찬가지로 (Lee 등, 2008; Lee 등, 2010) 선 원을 대상으로도 유용한 측정방법으로 사용될 수 있다 .
마지막으로 본 연구결과에 따르면 선박 종류별/선원 직
급별 자율신경 기능평가에 의한 선원 누적피로도 평균값
과 피로도 평가척도 설문지를 이용한 조사연구 총점은 물
론 평균점수 사이에도 상관관계가 나타나지 않았다. 또한,
선박 종류별/선원 직급별 자율신경 기능평가에 의한 선원
스트레스 평균값과 직무스트레스 설문지를 이용한 조사연
구 총점은 물론 평균점수 사이에도 상관관계가 나타나지
않았다 . 스트레스는 개인이 갖는 여러 가지 심리적 특성에
따라 지각과 반응에 차이가 있으므로 동일한 상황에서도
스트레스로 작용할 수도 있지만 작용하지 않을 수도 있다 (Lazarus & Folkman, 1984). 이는 같은 사건이나 상황에도 불구하고 그것을 받아들이거나 대처하는 스트레스 저항도 가 사람마다 차이가 있으므로 외부 환경 및 자극 변화에 대해 적응해 자율신경계 안정 상태를 유지하는 신체 조절 능력이 다르다는 의미이다 . 따라서 개개인이 가진 스트레 스 저항도가 높으면 내외적인 자극에 대한 긴장감 즉 스트 레스를 이겨낼 수 있으므로 과도한 스트레스로 인한 신체 적 및 정신적 누적피로도도 감소할 수 있다 . 하지만 선원 이 주관적인 자기평가 기입법으로 설문지에 작성한 피로 도와 스트레스를 분석하는 조사연구의 경우 이러한 선원 개개인의 스트레스 저항도를 반영하지 못하므로 자율신경 기능평가와 조사연구 사이의 관련성이 나타나지 않았다고 생각된다.
본 연구의 제한점으로는 첫째, 전체 선원 모집단 약 61,600명(내국인 36,976명/외국인 24,624명) 중 0.20 %에 불과한 125명의 연구대상자만 분석해 연구결과를 도출하 였으므로 표본의 편향(selection bias)이라는 외생변수의 영 향이 발생할 우려가 있다. 둘째, 국내 다양한 선박 중 외항 선을 제외한 내항선 선원만을 연구대상자로 선정하였으므 로 향후 외항선을 포함한 다양한 항행구역의 선원 누적피 로도 및 스트레스 측정결과를 비교할 필요성이 있다. 셋째, 내항선 선박 중 부산지역 항구에 입항하는 29개 선박에 승 선 중인 선원만을 대상으로 하였으므로 선박 종류별 및 선 원 직급별 선원 누적피로도 및 스트레스 측정결과를 모수 적 통계방법으로 비교하기에는 집단별 연구대상자가 매우 부족하였다 . 선원의 누적피로도와 스트레스는 해양인적사 고와 심각한 환경오염을 초래하지만 이를 감소시키기 위 한 추가적인 배승의 경우 현실적으로 많은 사회적 및 경제 적 제약이 있다. 따라서 최소승무정원기준의 조정 보다는 본 연구와 같이 자율신경 기능평가에 의한 과학적 및 객관 적으로 선원 맞춤형 누적피로도 및 스트레스 측정과 분석 을 통해서 인적요인에 의한 해양사고를 예방할 수 있는 체 계적인 관리 매뉴얼과 시스템을 개발해야 할 것으로 생각 된다. 또한, 선박에서의 모든 업무의 중심은 선원이고, 인 적오류에 의한 사고는 해양시스템 안전관리의 핵심이므로 향후 선원의 누적피로도와 스트레스와 밀접한 관련이 있 는 선원 수면실태, 선박 근무환경에 대한 유해요인 그리고 근육뼈대계 질환 현황에 대한 정확한 분석이 필요하다고
본다.
Ⅴ. 결 론
선원은 단순하고 고된 선상생활로 누적피로도와 스트레 스가 증가하지만 현실적인 여건 상 이를 완전 회복하지 못 하고 재승선을 해야 한다. 즉, 장기간 항해와 흔들리는 선 박 위에서 반복적인 작업활동의 수행은 누적피로도와 스 트레스를 증가시키는 악순환을 초래하므로 이로 인한 해 양인적사고의 발생 가능성이 높아지게 된다. 본 연구결과 승선 선박종류와 선원직급에 따른 자율신경 기능평가에 의한 선원 누적피로도 평균값과 설문지를 분석한 피로도 평가척도 점수, 자율신경 기능평가를 통한 스트레스 평균 값과 설문지를 분석한 직무스트레스 점수 사이에는 상관 관계가 없었다. 그러므로 해양사고 인적요인에 대한 체계 적인 관리와 예방을 위해서는 주관적인 자기평가에 의한 설문지를 통한 조사연구 방법 보다는 자율신경 기능평가 와 같이 과학적이고 객관적인 선원 맞춤형 누적피로도와 스트레스 측정과 분석이 필요하다.
참고문헌
